TOKYO, 30 mars 2022 – (JCN Newswire) – Fujitsu a développé avec succès le simulateur d'ordinateur quantique le plus rapide au monde, capable de gérer des circuits quantiques de 36 qubits sur un système en cluster doté du « Supercalculateur FUJITSU PRIMEHPC FX 700 » (« PRIMEHPC FX 700 ») de Fujitsu. 1), qui est équipé du même processeur A64FX(2) qui alimente le supercalculateur le plus rapide du monde, Fugaku.
Le simulateur quantique nouvellement développé peut exécuter le logiciel de simulation quantique « Qulacs » (3) en parallèle à grande vitesse, atteignant environ le double des performances d'autres simulateurs quantiques importants (4) dans des opérations quantiques de 36 qubits. Le nouveau simulateur quantique de Fujitsu constituera une passerelle importante vers le développement d'applications informatiques quantiques qui devraient être mises en pratique dans les années à venir.
Sur la base de cette avancée, à partir du 1er avril 2022, Fujitsu et Fujifilm Corporation(5) (ci-après Fujifilm) lanceront des recherches conjointes sur les applications de l'informatique quantique dans le domaine de la science des matériaux.
À l’avenir, Fujitsu accélérera ses efforts pour développer des ordinateurs quantiques dans le but de développer un simulateur de 40 qubits d’ici septembre 2022 et mènera des recherches et développements conjoints d’applications quantiques avec des clients dans des domaines tels que la finance et la découverte de médicaments.
Vivek Mahajan, Corporate Executive Officer, CTO, Fujitsu Limited, commente : « Nous sommes désormais à l'orée d'une nouvelle ère de technologie informatique. Fujitsu a développé avec succès le simulateur quantique le plus rapide au monde en appliquant son expertise de pointe en technologies informatiques cultivée au fil des ans. " Plus récemment, nous avons mis ces connaissances à profit pour travailler avec RIKEN pour concevoir le supercalculateur Fugaku, qui est resté le plus rapide au monde au cours des deux dernières années. À l'avenir, nous visons à exploiter ce nouveau simulateur quantique pour nos clients afin d'accélérer le développement d'applications quantiques et, à terme, contribuer à un monde durable en résolvant une série de problèmes auxquels la société est confrontée.
Le nouveau simulateur quantique de 36 qubits offre la vitesse de traitement la plus rapide au monde
Fujitsu a développé un simulateur quantique parallèle et distribué pour un système de cluster composé de 64 nœuds sur le PRIMEHPC FX 700 de Fujitsu.
Le PRIMEHPC FX 700 est équipé du même processeur A64FX qui alimente le supercalculateur Fugaku et peut atteindre des performances maximales théoriques de 3.072 téraflops (TFLOPS) dans des calculs au format à virgule flottante double précision. Il dispose en outre de 32 Go de mémoire avec une bande passante élevée de 1,024 12.5 gigaoctets (Go) par seconde et des vitesses de 6 Go par seconde en connectant des nœuds via InfiniBand(XNUMX).
Le nouveau simulateur quantique utilise « Qulacs », l'un des logiciels de simulation quantique les plus rapides au monde développé par l'Université d'Osaka(7) et QunaSys Corporation(8), et les performances de la bande passante mémoire ont été maximisées en exécutant plusieurs calculs simultanément à l'aide de SVE (Scalable Vector Extension ) instructions(9) lors du portage sur l'A64FX.
MPI (Message Passing Interface)(10) permet une exécution parallèle et distribuée de Qulacs et réalise un transfert de données qui maximise la bande passante du réseau en chevauchant le calcul et la communication. Fujitsu a développé une nouvelle méthode pour réorganiser efficacement les états des qubits déployés dans la mémoire distribuée sur le cluster en fonction de la progression du circuit quantique et de son calcul, ce qui contribue à réduire les coûts de communication. Le nouveau système est également compatible avec d'autres logiciels de simulation quantique en plus de « Qulacs ».
Qiskit(11), l'un des principaux outils de développement de logiciels informatiques quantiques, est disponible pour le simulateur quantique de Fujitsu et offre aux développeurs de logiciels quantiques un environnement de développement très pratique. En collaboration avec QunaSys(12), Fujitsu prévoit de fournir le logiciel de calcul de chimie quantique Qamuy(13) de la société sur le nouveau simulateur quantique afin de fournir les ressources nécessaires pour exécuter une grande variété de calculs de chimie quantique à grande vitesse.
Aperçu du projet de recherche conjoint avec Fujifilm
De plus, Fujitsu et Fujifilm lanceront des recherches conjointes sur les applications quantiques dans le domaine de la chimie computationnelle afin de mettre au point des méthodes innovantes de conception de matériaux. La recherche conjointe exploitera le nouveau simulateur quantique développé par Fujitsu pour étudier et évaluer les algorithmes.
spécifique à l'informatique quantique dans les calculs de réactions chimiques moléculaires.
1. Période : du 1er avril 2022 au 31 mars 2023
2. Objectif : Utilisation de la technologie informatique quantique en chimie computationnelle
3. Contenu de la recherche : Examen et évaluation d'algorithmes spécifiques à l'informatique quantique dans les réactions chimiques des molécules, etc.
4. Rôles et responsabilités :
Fujitsu :
– Mise à disposition d’un simulateur quantique, analyse des résultats de calcul et examen des méthodes d’amélioration
Fujifilm :
– Mise en œuvre de calculs de chimie quantique, analyse des résultats de calcul et examen des méthodes d’amélioration
Plans d'avenir
À l’avenir, Fujitsu s’efforcera d’améliorer ses technologies, notamment sa technologie de fusion de portes quantiques, capable d’effectuer simultanément des calculs pour plusieurs portes quantiques afin de réaliser des simulateurs quantiques à plus grande échelle et à des vitesses plus élevées. Fujitsu vise en outre à développer un simulateur de 40 qubits destiné à être appliqué dans les domaines de la finance et de la découverte de médicaments d'ici septembre 2022. Fujitsu appliquera ses connaissances accumulées sur les applications quantiques développées sur des simulateurs quantiques au développement d'ordinateurs quantiques, dans le but de parvenir à des solutions précoces. aux problèmes sociaux en utilisant la technologie quantique.
Commentaire du professeur Keisuke Fujii, Division de l'électronique avancée et des sciences optiques, École supérieure des sciences de l'ingénieur, Université d'Osaka :
Les simulateurs à grande vitesse utilisant des supercalculateurs revêtent une importance toujours croissante dans le développement de logiciels et d’applications quantiques dont dépendent les performances des ordinateurs quantiques. Qulacs, un logiciel open source utilisé par les développeurs du monde entier, et la technologie au cœur du supercalculateur « Fugaku », ont été combinés pour créer le simulateur quantique le plus rapide au monde, qui, nous en sommes convaincus, accélérera considérablement le développement futur des logiciels quantiques.
Commentaire de Yukihiro Okuno, chercheur principal, Analysis Technology Center, Fujifilm :
Les ordinateurs quantiques ont le potentiel d’effectuer des calculs très précis dans le domaine de la chimie computationnelle, qui ne peuvent pas être effectués par les ordinateurs classiques. Fujifilm mènera cette recherche conjointe sous la forme d'une étude de faisabilité sur l'utilisation d'ordinateurs quantiques dans les sciences des matériaux.
(1) PRIMEHPC FX 700 : Supercalculateur fabriqué par Fujitsu qui utilise une architecture ARM hautes performances équipée du CPU A64FX utilisé dans le supercalculateur « Fugaku ».
(2) A64FX : premier processeur au monde à implémenter Scalable Vector Extension (SVE), une extension de l'architecture de jeu d'instructions Armv8.2-A pour les supercalculateurs. Il dispose de 48 cœurs opérationnels, offrant une performance théorique maximale de 3.3792 TFLOPS maximum pour les calculs à virgule flottante double précision. De plus, l'arithmétique à virgule flottante simple précision/demi-précision et l'arithmétique entière 8 bits/16 bits peuvent être effectuées avec un débit élevé par SIMD d'une largeur de 512 bits, ce qui est très efficace dans l'IA et d'autres traitements.
(3) Qulacs : logiciel de simulation de circuits quantiques open source principalement développé par le laboratoire Fujii, Graduate School of Engineering Science, Université d'Osaka ; développement de nouvelles fonctionnalités et maintenance par QunaSys. (Papier)
(4) Autres simulateurs quantiques majeurs : Intel Quantum Simulator (Intel-QS), « JUQCS » du Forschungszentrum Julich, Qiskit-Aer d'IBM
(5) Fujifilm Corporation : Siège social : Minato-ku, Tokyo, Japon ; Président-directeur général : Teiichi Goto.
(6) Infiniband : Un réseau principalement utilisé dans les supercalculateurs pour connecter des serveurs. Utilisé pour fournir un système de communication à connexion série bidirectionnelle capable de réaliser une bande à haut débit en utilisant une pluralité de canaux dans un faisceau.
(7) Université d'Osaka : Emplacement : Ville de Suita, Préfecture d'Osaka, Japon ; Président : Shojiro Nishio.
(8) QunaSys Co., Ltd. : Siège social : Bunkyo-ku, Tokyo, Japon ; PDG : Tien Yang.
(9) Instruction SVE (Scalable Vector Extension) : une instruction CPU qui exécute plusieurs opérations en parallèle avec une seule instruction.
(10) MPI (Message Passing Interface) : API de communication qui décrit le traitement des communications pour réaliser un traitement parallèle sur un supercalculateur.
(11) Qiskit : outil de développement de logiciels quantiques développé par IBM et publié en open source.
(12) Partenariat avec QunaSys : « Quantum Computer Venture QunaSys lève 1.24 milliard de dollars de série B » (communiqué de presse QunaSys du 28 mars 2022)
(13) Qamuy : Logiciel de calcul chimique quantique fourni par QunaSys. L’entrée du calcul chimique quantique est traduite dans un circuit quantique, et le calcul sur un simulateur ou une machine réelle peut être effectué de manière transparente.
À propos de Fujitsu
Fujitsu est le leader japonais des technologies de l'information et de la communication (TIC) offrant une gamme complète de produits, solutions et services technologiques. Environ 126,000 100 personnes de Fujitsu assistent des clients dans plus de 6702 pays. Nous utilisons notre expérience et la puissance des TIC pour façonner l'avenir de la société avec nos clients. Fujitsu Limited (TSE: 3.6) a déclaré un chiffre d'affaires consolidé de 34 billions de yens (31 milliards USD) pour l'exercice clos le 2021 mars XNUMX. Pour plus d'informations, veuillez consulter www.fujitsu.com.
Copyright 2022 Fil de presse JCN. Tous droits réservés. www.jcnnewswire.comFujitsu a développé avec succès le simulateur d'ordinateur quantique le plus rapide au monde, capable de gérer des circuits quantiques de 36 qubits sur un système en cluster doté du « superordinateur FUJITSU PRIMEHPC FX 700 » (« PRIMEHPC FX 700 ») de Fujitsu, équipé du même processeur A64FX. qui alimente le supercalculateur le plus rapide du monde, Fugaku.
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